人工湿地处理技术在农村污水处理中的应用

欧阳群文

广东省建筑设计研究院

人工湿地处理技术在农村污水处理中的应用

欧阳群文

广东省建筑设计研究院

人工湿地技术作为一种可持续发展的污水处理技术方法也越来越引起人们的重视和研究，追溯其历史来源于1953年德国KatheSeidel博士研究发现了芦苇能去除大量无机和有机污染物，而我国在人工湿地技术方面的研究起步较晚，1987年建立了第一个人工湿地，最初的人工湿地技术也仅仅应用在生活污水的处理上，具有处理污水出水水质稳定、对氮磷等有很强的去除能力、系统管理方便等特点，目前已逐渐推广至工业废水、养殖废水等领域中，代表了人工湿地技术在未来发展的一个新趋势。

农村；污水处理；人工湿地技术

近年来随着我国新农村建设与城乡一体化的推进，农村中水污染问题日趋严重，首要污染原因就是农村生活污水的排放加剧，2015年我国农村生活污水排放量约为200×108m3，每人每天的生活污水排放量平均是21.74L，同时受农村经济自然条件所限，对于生活污水没有配套的处理设施，严重危害当地居民与环境的健康。针对农村生活污水处理，人工湿地是一种实惠高效的处理技术，投资建设成本低廉且净化效果好。

1 人工湿地污水处理技术的定义

人工湿地是为污水处理人为模拟自然湿地建造的一个自然系统，是人为地在有一定长宽比和地面坡度的洼地里将石、砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质作为填床料，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。通过生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实施对污水的净化作用。

2 农村水环境污染成因

农村水环境近年来由于各种原因造成了很大的污染，给本来山清水秀的自然环境带来了极大的破坏，根据文献及工程实践经验总结如下原因：

农业污染：由于农村大量使用化肥和农药，并且使用的药量逐年增加，因此化肥和农药是主要的农业污染源，近20年来，我国使用化肥量已经超过世界平均使用量的1倍多。由于使用的肥料量超过土壤的保持能力，导致土壤耕地质量差、板结等问题，同时引起氮、磷等营养物的流失，随灌溉回水或降雨淋溶等方式对地表水、地下水造成污染及湖泊富营养化。

畜禽养殖业污染：随着人民生活水平的不断提高，增大了对肉类的需求，城乡畜禽业规模发展迅速，城镇郊区建立起大批养殖场，因此带来大量畜禽粪便、尿液排放和污染的问题。由于化肥的大量使用，农村畜禽粪便的农业利用减少，并且近年来畜禽养殖业从农户的分散型养殖转向集约化、工厂化养殖，畜禽养殖模式的转换，加重了养殖业与种植业脱节。

随着人们对自然生态环境和居住环境要求的提高，既可与景观和为一体又可以进行污水再生的人工湿地技术近年来越来越受到社会关注。人工湿地具有建设投资少、运行成本低、维护管理简便等优点，适合在住区、小城镇中发展。

3 湿地技术在农村生活污水治理中的应用

本项目为某镇农村生活污水处理工程，设计处理能力为140m3/ d，每天24h运行，即5.85m3/h。根据工程经验，人工湿地的表面负荷选用0.4m3/m2·d，最后项目占地面积为535m3。处理水直接排至附近河涌，出水水质达到《农田灌溉水质标准》。本项目方案设计采用“厌氧+人工湿地”工艺，流程简单，管理维护方便。针对本项目情况，该工艺可行性从以下几个方面来分析。

3.1 应用过程

生活污水经过化粪池后溢流排至现状排水沟，经过格珊后去除较大颗粒的无机污染物后进入调节沉淀池，以应对水量进行调节，并去除颗粒态污染物，以免堵塞人工湿地。调节池后进入厌氧反应池，污水在厌氧池中，在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质。在这个处理的过程中，复杂的有机化合物被分解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量，确保后续构筑物的处理效果。厌氧池出水经过配水系统后进入人工湿地，污水在床体内靠重力自流的过程中床体填料及其表面的微生物充分接触，由此完成水质的净化，进化后出水排至现状沟渠或河涌。维护要求：定期(每季度一次)对格栅井、人工湿地及相关沟渠进行清理与维护；并定期(每季度一次)对人工湿地内杂草、病虫害以及植物残体进行清理，对人工湿地内的植物进行收割和换茬。污泥定期(每年一次)由环卫吸泥车抽走，外运处置.应急消毒采用生石灰。

3.2 应用结果

根据本项目的实践经验可以得出， 人工湿地在处理农村污水上具有优势， 只要能做到统一管理， 人员统一培训，必定可以实现更好的效果。

3.3 组合其他工艺人工湿地技术的应用

单一的人工湿地虽然能有效防治与处理农村生活污水，但其技术都有各自的缺点：表面流湿地处理效率低，水质去污差，受气温影响大；潜流湿地充氧不足、建设成本高；垂直流湿地容易堵塞、有机物去除率差、控制复杂。加上近年来农村生活污水浓度逐渐提升，仅依靠单一人工湿地技术往往已不能满足污水治理现状，将湿地与其他工艺技术组合利用，优势互补，才能以更高效的污水净化能力应对农村水污染。目前常用附加工艺有化粪池与厌氧池系统。化粪池工艺一般与潜流人工湿地相组合，生活污水先经由生物化粪池处理，减低污染物含量后再流入人工湿地，去污效果好且成本低廉，一般适用于小型分散式污水处理；厌氧池工艺则与潜流湿地组合，污水经格栅进入酸化池与厌氧池，出水沉淀后流入人工湿地，该工艺稳定性强、净水效率高但受气候条件影响较大，适合南方高温地区推广运作。

人工湿地作为一种可持续发展污水处理技术手段，从最初的仅应用在生活污水的处理中，目前已被投入到广泛的应用中，并取得了很好的效果和效益，虽然人工湿地在污水处理方面的应用仍然存在一些问题，但随着人们环保意识的日益提高以及人工湿地技术的不断提高和完善，人工湿地技术在污水处理的各个领域将会发挥更大的作用。

[1] 卢航. 小型人工湿地处理北方新农村生活污水的应用研究[D]. 西北大学,2013.

[2] 徐敬亮. 人工湿地技术在处理农村生活污水中的应用研究[D]. 南昌大学,2014.

[3] 赵志强. 人工湿地处理技术在农村污水处理中的应用[J]. 现代农业科技,2011,01:294+299.